國家能源系統——簡要說明，不同情況下的工作特點
該國的能源系統是幾個要素的組合——發電廠、升壓和降壓配電變電站、電力和熱力網絡。
發電廠生產電能和熱能（用於熱電聯產）。電能， 發電廠產生的, 在升壓變電站中增加到所需的電壓值並饋入網絡，特別是饋入主電網，在那裡根據特定區域消耗的能量進一步分配，電力系統內的企業一個國家或一個單獨的地區。
如果我們談論國家的能源系統，骨幹網絡將其整個領土纏繞在一起。幹線網絡包括 220、330、750 kV 線路，大電流通過這些線路——從幾百兆瓦到幾十吉瓦不等。
下一階段是區域、節點變電站、大型企業變電站110kV高壓幹網改造。數十兆瓦以內的電力流經 110 kV 電網。
110kV變電站以6、10、35kV的電壓，將電力分配給人口密集區的較小用戶變電站和各類企業。此外，市電電壓降低到用戶需要的值。如果這些是居民點和小型企業，則電壓降至 380/220 V。還有大型工業企業的設備直接由 6 kV 高壓供電。
熱電聯產（熱電聯產） 除了電能外，它們還產生熱量，用於加熱建築物和結構。熱電廠提供的熱能通過熱網分配給消費者。
電力系統特點
在考慮電力系統的運行時，必須特別注意電力傳輸過程。電能的產生和傳輸是一個複雜的相互關聯的過程。
在電力系統中，消費者產生、傳輸和消耗能源是連續實時發生的。電力系統容量中的電力積累（積累）不會發生，因此在電力系統中不斷監測發電和消耗電力之間的平衡。
電力系統的特點是電能幾乎是瞬時從電源傳輸到消費者，並且不可能大量積累。這些特性決定了電力生產和消耗過程的同時性。
在交流電能的生產和消費中，任何時刻產生和消耗的電量相等，對應於產生和消耗的有功和無功功率相等。
因此，在電力系統靜止模式下的任何時刻，發電廠必須產生與消費者功率相等的功率，並彌補輸電網中的能量損失，即必須觀察到發電和消耗功率的平衡.
無功功率平衡的概念與影響有關 無功功率，通過電網的元件傳輸到電壓模式。無功功率平衡的破壞導致網絡中電壓水平的變化。
通常，缺乏有功功率的電力系統也缺乏無功功率。然而，更有效的做法是不從鄰近的電力系統轉移丟失的無功功率，而是在安裝在該電力系統中的補償裝置中產生它。
生產和消耗的電能之間存在平衡的主要指標之一是 網絡頻率……俄羅斯、白俄羅斯、烏克蘭和大多數歐洲國家的電網頻率為 50 赫茲。如果該國電力系統的頻率在 50 赫茲（公差± 0.2 赫茲）以內，則意味著能量平衡得到遵守。
如果產生的電能不足，尤其是其活性成分不足，則會出現功率不足，即能量平衡受到干擾。在這種情況下，電網頻率降低到允許值以下。電力系統缺電越大，頻率越低。
打破能量平衡的過程對能量系統來說是最危險的，如果不在初始階段阻止，那麼能量系統就會徹底崩潰。
為了防止配電變電站停電時電力系統崩潰，採用了應急自動化—— 自動卸頻 (AChR) 和異步模式消除自動化 (ALAR)。
AChR 自動關閉消費者的某一部分負載，從而減少電力系統中的能量赤字。 ALAR 是一個複雜的自動系統，可以自動檢測和消除電網中的異步模式。在電力系統缺電的情況下，ALAR 與 AFC 協同工作。
在電力系統的各個環節，都可能發生各種緊急情況：站、變電站各種設備損壞，電纜和架空電力線路損壞，繼電保護和自動化裝置的正常運行中斷等。用戶根據自己的 電源可靠性類別.
穩壓特性
電力系統中的電壓以確保所有區域的正常電壓值的方式進行調節。終端用戶電壓調節是根據從較大的變電站獲得的平均電壓值來完成的。
通常，這種調整進行一次，然後在大型節點（區域變電站）調整電壓，因為由於數量眾多，不斷調整每個用戶變電站的電壓是不切實際的。
變電站的電壓調節是在電力變壓器和自耦變壓器內置的無勵磁分接開關和負載開關的幫助下進行的。在變壓器與電源斷開的情況下（無勵磁開關），通過斷路開關進行調節。 有載開關裝置 允許調節負載電壓，即無需先斷開變壓器（自耦變壓器）。
電力變壓器有載開關調壓有自動和手動兩種方式，同時根據變壓器（自耦變壓器）的技術條件，為延長有載開關的使用壽命，可採用決定僅在手動模式下調節電壓，並初步移除變壓器的負載。同時，保留了切換有載分接開關分接頭的能力，在需要快速電壓調節的情況下，無需先從變壓器上卸下負載即可執行此操作。
失去動力和能量
電能的傳輸不可避免地伴隨著變壓器和線路中的功率和能量損耗。這些損失必須由相應增加的供電容量來彌補，這導致電力系統建設的資本投資增加。
此外，電力和能源損失導致發電廠額外的燃料消耗，電力成本，從而增加了電力成本。因此，在設計中有必要努力減少輸電網絡所有元件中的這些損耗。
也可以看看： 電路中的功率和能量損耗 和 減少電網損耗的措施
電力系統並聯運行
各國的電力系統或一個國家內電力系統的不同部分可以相互連接，作為一個整體構成一個相互連接的電力系統。
如果兩個能源系統具有相同的參數，則它們可以並行（同步）工作。兩個電力系統同步運行的可能性使得顯著提高它們的可靠性成為可能，因為在其中一個電力系統出現大的電力不足的情況下，該不足可以由另一個電力系統來彌補。通過連接幾個國家的電力系統，可以在這些國家之間輸出或輸入電力。
但如果兩個電力系統在電氣參數上存在一些差異，特別是電網的頻率，那麼如果需要將這些電力系統並聯起來，它們直接並聯運行是不可接受的。
在這種情況下，他們通過使用直流線路在電力系統之間傳輸電力來擺脫困境，這使得可以組合以不同電網頻率為特徵的非同步電力系統。